高中功率的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-25實(shí)驗(yàn):測(cè)定小燈泡的功率教案示例。
實(shí)驗(yàn):測(cè)定小燈泡的功率教案示例
(一)教學(xué)目的
1.掌握用伏安法測(cè)定小燈泡的額定功率和小燈泡不在額定電壓下的功率。
2.加深對(duì)額定功率、實(shí)際功率的理解。
3.進(jìn)一步提高學(xué)生使用電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的能力。
(二)實(shí)驗(yàn)器材
磁性黑板,電路元件卡片一套。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材:每組配備干電池二節(jié)(或低壓學(xué)生電源),電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)各一只,“1.5伏”的小燈泡及燈座各一只,導(dǎo)線若干。
(三)教學(xué)過(guò)程
1.師生共同討論實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)題1~7題(在教師啟發(fā)下,教師問(wèn),學(xué)生答),邊討論邊板書(shū):實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、器材、?shí)驗(yàn)電路圖、數(shù)據(jù)表格。
當(dāng)討論到實(shí)驗(yàn)器材時(shí)學(xué)生回答一個(gè)器材,教師在磁性黑板上貼上相應(yīng)的器材卡片。學(xué)生回答完,磁性黑板上貼有如圖1所示的器材卡片。然后讓學(xué)生觀察自己實(shí)驗(yàn)桌上的器材,再回答下列問(wèn)題:(下列問(wèn)題在課前就寫(xiě)在黑板上相應(yīng)的“器材”位置處)
小燈泡的額定電壓是_____伏;
滑動(dòng)變阻器:最大電阻值是______歐;
最大允許電流是_______安;
電壓表量程選_______伏;
電流表量程選_______安;
電源________用。
開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。
當(dāng)討論到5、6兩題,先后請(qǐng)三位同學(xué)上黑板,第一位同學(xué)畫(huà)出自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖,第二位同學(xué)按照第一位同學(xué)的電路圖把磁性黑板上的圖9梍4連接起來(lái),第三位同學(xué)把自己設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)表格寫(xiě)到黑板上。
2.教師講述實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(把下面(1)、(2)兩點(diǎn)課前寫(xiě)在黑板上)(
1)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)_____,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于______位置。(可對(duì)照?qǐng)D9一4講述)
(2)使U=1.2U額時(shí),要小心移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,以免因?qū)嶋H電壓超過(guò)額定電壓過(guò)大,燒壞燈泡。
3.學(xué)生實(shí)驗(yàn),教師巡回指導(dǎo)。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)按照電路圖連接實(shí)物,并認(rèn)真檢查各部分接線是否正確,是否符合要求,若沒(méi)有把握,可請(qǐng)老師檢查。
(2)使小燈泡兩端電壓等于額定電壓,觀察小燈泡的發(fā)光情況,在數(shù)據(jù)表格中記下U、I,算出P額。
(3)使小燈泡兩端電壓約為額定電壓的1.2倍,記錄和計(jì)算。
(4)使小燈泡兩端的電壓低于額定電壓,記錄和計(jì)算。
4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和小結(jié)
(l)實(shí)驗(yàn)完畢,請(qǐng)幾組同學(xué)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選一實(shí)驗(yàn)做得好的同學(xué)將數(shù)據(jù)填入黑板上的表中。
(2)討論
①?gòu)膶?shí)驗(yàn)看出,小燈泡在什么情況下正常發(fā)光?在什么情況下小燈泡比正常情況更亮?這樣做好不好?在什么情況下小燈泡比正常情況下暗?
②使用用電器時(shí),為什么應(yīng)該讓它在額定電壓下工作?
③若為了測(cè)定小燈泡的額定功率,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)是2伏,那么滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)?若電壓表的示數(shù)是1.2伏,又如何?(對(duì)照?qǐng)D9梍4分析。)
④兩只額定電壓都是1.5伏的相同的小燈泡,如何連接才能正常發(fā)光?(串聯(lián),電源電壓是3伏;并聯(lián),電源電壓是1.5伏。)
(3)教師小結(jié)P實(shí)與P額的三種關(guān)系和用電器只有在額定電壓下使用才能正常工作?!網(wǎng)wW.sXW9.Com 實(shí)習(xí)報(bào)告網(wǎng)】
(四)說(shuō)明
l.使用磁性黑板,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,而對(duì)于學(xué)習(xí)一般或較差,能力不夠的同學(xué),還可幫助他們順利連接線路,做好實(shí)驗(yàn)。如無(wú)磁性黑板可用絨布板(或其他)代替。
2.器材卡片的制作是這樣:找一張較硬的白紙(如掛歷紙),裁成一個(gè)長(zhǎng)約13厘米、寬12厘米的長(zhǎng)方形,在白紙上畫(huà)出圖形,如要制作燈泡卡片,就在白紙上畫(huà)出如圖9梍5所示的燈泡圖形,用水彩筆涂上色彩,然后在紙上訂上訂書(shū)針或別上三四個(gè)圓形針,這樣燈泡卡片就做好了,就可以往磁性黑板上貼。如用薄鐵皮做也是一樣。
3.實(shí)驗(yàn)前,要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)(2),在U=1.2U額的時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng),盡量少損壞小燈泡。電源最好用干電池,也是為了少損壞燈泡。
4.對(duì)于基礎(chǔ)好的學(xué)生,完成實(shí)驗(yàn)較快,可再發(fā)給他們一個(gè)“2.5V”的小燈泡,共用電池。把“1.5V”“2.5V”兩個(gè)小燈泡串聯(lián)起來(lái),觀察誰(shuí)亮?為什么?若并聯(lián)呢?
相關(guān)知識(shí)
高考物理實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線復(fù)習(xí)教案
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助高中教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫(xiě)呢?經(jīng)過(guò)搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“高考物理實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線復(fù)習(xí)教案”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
實(shí)驗(yàn)8描繪小燈泡的伏安特性曲線
例1.2007理綜重慶卷第22(1)題.
在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中.用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖1所示方式連接電路,電路中所有元器件都完好,且電壓表和電流表已調(diào)零.閉合開(kāi)關(guān)后;
圖1
①若電壓表的示數(shù)為2V,電流表的的示數(shù)為零,小燈泡不亮,則斷路的導(dǎo)線為_(kāi)________;
②若電壓表的示數(shù)為零,電流表的示數(shù)為0.3A,小燈泡亮,則斷路的導(dǎo)線為_(kāi)________;
③若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,小燈泡亮度發(fā)生變化,但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零,則斷路的導(dǎo)線為_(kāi)___________.
答案:(1)d導(dǎo)線h導(dǎo)線g導(dǎo)線
【解析】可用嘗試法,①如d導(dǎo)線斷路,則小燈泡斷路,不亮,但電壓表與電流表串聯(lián)后接在電路中,因電壓表內(nèi)阻很大而電流表內(nèi)阻很小,所以電壓表有讀數(shù)而電流表無(wú)讀數(shù)。而其它導(dǎo)線(如b、c、h)斷,則電壓表無(wú)讀數(shù)。
②只可能是h導(dǎo)線斷路,因?yàn)椴挥绊戨娏鞅碛凶x數(shù)和燈泡亮。
③g導(dǎo)線斷路,滑動(dòng)變阻器接成限流器,它與燈泡串聯(lián),小燈泡亮度發(fā)生變化,但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零。
點(diǎn)評(píng):電路故障的檢查與排除,一要考靠分析電路,二要靠經(jīng)驗(yàn)。找出答案后要再檢驗(yàn)一下。
例2.小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象,用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓):
I(A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00
(1)在左下框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.可用的器材有:電壓表、電流表、滑線變阻器(變化范圍0—10Ω)、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.
(2)在右圖中畫(huà)出小煤泡的U—I曲線.
(3)如果第15題實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V,內(nèi)阻是2.0Ω.問(wèn):將本題中的燈泡接在該電池兩端,小燈泡的實(shí)際功率是多少?(簡(jiǎn)要寫(xiě)出求解過(guò)程;若需作圖,可直接畫(huà)在第(2)小題的方格圖中)
答案.(1)見(jiàn)下圖
(2)見(jiàn)右圖
(3)作出U=圖線,可得小燈泡工作電流為0.35安,工作電壓為0.80伏,因此小燈
泡實(shí)際功率為0.28瓦
例3.某同學(xué)對(duì)黑箱(見(jiàn)圖1)中一個(gè)電學(xué)元件的伏安特性進(jìn)行研究.通過(guò)正確測(cè)量,他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過(guò)它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律
①當(dāng)-15VUab0V時(shí),I近為零.②當(dāng)Uab≥0時(shí),Uab和I的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
(1)在圖2中畫(huà)出Uab≥0時(shí)該元件的伏安特性曲線.(可用鉛筆作圖)
(2)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí).該元件具有的特性是______________________
(3)若將此黑箱接入圖3電路中,并在該電路的cd兩端輸入如圖4(甲)所示的方波電壓
信號(hào)ucd,請(qǐng)?jiān)趫D4(乙)中定性畫(huà)出負(fù)載電阻RL上的電壓信號(hào)uef的波形.
答案.(1)(2)單向?qū)щ娦?3)
例4.(江蘇省南京市2008屆高三質(zhì)量檢測(cè))一只小燈泡,標(biāo)有“3V、0.6W”字樣?,F(xiàn)用右下圖給出的器材測(cè)量該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R1。(滑動(dòng)變阻器最大阻值為10Ω;電源電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為1Ω;電流表內(nèi)阻為1Ω,電壓表的內(nèi)阻為10kΩ)。
(1)在設(shè)計(jì)電路的過(guò)程中,為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,電流表應(yīng)采用(選填“內(nèi)接”或“外接”)法?;瑒?dòng)變阻器的連接方式應(yīng)采用(選填“分壓式”或“限流式”)
(2)將你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖(盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差)畫(huà)在左下方的虛線框中。
(3)用筆畫(huà)線當(dāng)導(dǎo)線,根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖將實(shí)物圖連成完整的電路(圖中有三根導(dǎo)線已經(jīng)接好)。開(kāi)始時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該移到最端(選填“左”或“右”)。
(4)若小燈泡發(fā)光暗時(shí)的電阻為R2,你根據(jù)所學(xué)的知識(shí)可判斷出R1與R2的大小關(guān)系為:R1R2(選填“大于”、“等于”或“小于”)
(1)外接(1分)分壓式(1分)
(2)電路如圖所示(3分);
(3)連接電路如圖所示(3分);
左(1分)若其他接法正確,同樣給分
(4)大于(2分)
例5.(14分)(如皋市2008屆高三一輪復(fù)習(xí))如圖甲所示,為某同學(xué)測(cè)繪額定電壓為2.5V的小燈泡的I—U特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路圖.
⑴根據(jù)電路圖甲,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)驗(yàn)電路連接完整.
⑵開(kāi)關(guān)S閉合之前,圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于端(選填“A”、“B”或“AB中間”)
⑶實(shí)驗(yàn)中測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
U/V0.400.801.201.602.002.402.80
I/A0.100.160.200.230.250.260.27
根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在圖丙中畫(huà)出小燈泡的I—U特性曲線.
⑷若已知小燈泡燈絲在27℃時(shí)電阻值約為1.5Ω,并且其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比,試估算該燈泡以額定功率工作時(shí)燈絲的溫度約為℃。(提示:T=273+t)
⑵.A(3分)⑷.1580℃~1650℃(3分)
評(píng)分說(shuō)明:⑴中電表量程選擇錯(cuò)誤,每處扣1分,其余任何錯(cuò)誤均得0分;⑶中無(wú)橫縱坐標(biāo)物理量或坐標(biāo)無(wú)標(biāo)度得0分,橫縱坐標(biāo)顛倒得2分,無(wú)單位或標(biāo)度不合理酌情扣分。
例6.(成都市2008屆高中畢業(yè)班摸底測(cè)試)為了研究某電阻元件Rx的伏安特性,某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路,圖中電流表mA的量程為5mA,內(nèi)阻約為10;電壓表V(已接入電路但圖中未畫(huà)出)量程為3V,內(nèi)阻約為3k;電源電動(dòng)熱E為6V,內(nèi)阻不計(jì)。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇;
A.阻值0到100,允許通過(guò)的最大電流為0.3A
B.阻值0到10,允許通過(guò)的最大電流為0.5A
本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是(填“A”或“B”)
(2)正確連線后,測(cè)得數(shù)據(jù)如下表
U/V0.51.01.21.51.82.02.32.73.0
I/mA1.51.71.92.32.72.93.33.84.2
請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù),在圖乙中完成該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線。
(1)A(2分)(2)見(jiàn)答圖2(2分)
例7.某學(xué)習(xí)小組要描繪一只小電珠(2.5V,0.5A)的伏安特性曲線,所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外,還有以下一些器材可供選擇:
A.電源E(電動(dòng)勢(shì)為3.0V,內(nèi)阻不計(jì))
B.電壓表V1(量程為0~3.0V,內(nèi)阻約為2kΩ)
C.電壓表V2(量程為0~15.0V,內(nèi)阻約為6KΩ)
D.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)
E.電流表A2(量程為0~100mA,內(nèi)阻約為2Ω)
F.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10Ω)
G.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值2kΩ)
①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選擇________,電流表應(yīng)選擇_____________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇______________.(填器材的符號(hào))
②為提高實(shí)驗(yàn)精度,請(qǐng)你為該學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)電路圖,并畫(huà)在右側(cè)的方框中。
③下表中的各組數(shù)據(jù)是此學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上作出該電珠的伏安特性曲線。
U(V)00.511.52.02.5
I(A)00.170.300.390.450.49
④由圖象可知,該電阻的變化特性是溫度升高,電阻.
①B;D;F(每空1分,共3分)
②(4分)③(3分)
例8.描繪小燈泡的伏安特性曲線
2009高考浙江22.Ⅰ.(9分)
(1)如圖甲所示,在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接,請(qǐng)你在實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接。
(2)某同學(xué)從標(biāo)稱為“220V25W”、“220V500W”的3只燈泡中任選一只,正確使用多用電表測(cè)量燈泡阻值如圖乙所示。該燈泡的阻值是___________,標(biāo)稱的額定功率為_(kāi)_____________。
答案:Ⅰ(1)如圖;(2)150,“220V300W”
【解析】Ⅰ.本題考查多用電表和電路設(shè)計(jì)
(1)如圖所示。實(shí)驗(yàn)要求電壓從零開(kāi)始調(diào)整,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。
(2)15×10=150Ω,P=標(biāo)稱300W的燈泡。
例9.(1)測(cè)小燈泡的關(guān)系圖象——2006年北京理綜卷第21(2)題
某同學(xué)用如圖①所示電路,測(cè)繪標(biāo)有“3.8V,0.3A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.
圖①
①除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外,有以下一些器材可供選擇:
電流表:A1:(量程100mA,內(nèi)阻約2);
A2:(量程0.6A,內(nèi)阻約0.3);
電壓表:V1(量程5V,內(nèi)阻約5);
V2(量程15V,內(nèi)阻約15);
滑動(dòng)變阻器:R1(阻值范圍0~10)
R2(阻值范圍0~2k)
電源:E1(電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻為0.2);
E2(電動(dòng)勢(shì)為4V,內(nèi)阻約為0.04).
為了調(diào)節(jié)方便,測(cè)量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表___________,電壓表______________,滑動(dòng)變阻器________________,電源___________________.(填器材的符號(hào))
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算并描繪出R-U的圖象如圖②所示.由圖象可知,此燈泡在不工作時(shí),燈絲電阻為_(kāi)__________;當(dāng)所加電壓為3.00V時(shí),燈絲電阻為_(kāi)___________,燈泡實(shí)際消耗的電功率為_(kāi)__________W.
圖②
③根據(jù)R-U圖象,可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系.符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的__________.
解:①根據(jù)小燈泡的額定電壓、額定電壓與各器材的標(biāo)稱值容易判斷,電流表選A2,電壓表選V1,電源選E2,滑動(dòng)變阻器選R1。。
②燈泡在不工作時(shí),燈絲電阻為1.5;當(dāng)所加電壓為3.00V時(shí),燈絲電阻為11.5,燈泡實(shí)際消耗的電功率為W.
③A.
點(diǎn)評(píng):本題重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)器材的選擇和物理圖象的識(shí)別(讀圖),難讀不太大。
例10.測(cè)小燈泡的U-I關(guān)系圖象——2006年上海物理卷第17題
表格中所列數(shù)據(jù)是測(cè)量小燈泡U-I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
(1)分析上表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖(填“甲”或“乙”);
(2)在方格紙內(nèi)畫(huà)出小燈泡的U-I曲線.分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而
(填“變大”、“變小”或“不變”);
(3)如圖丙所示,用一個(gè)定值電阻R和兩個(gè)上述小燈泡組成串并聯(lián)電路,連接到內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為3V的電源上.已知流過(guò)電阻R的電流是流過(guò)燈泡b電流的兩倍,則流過(guò)燈泡b的電流約為A.
解:(1)數(shù)據(jù)從0開(kāi)始,所以是甲——滑動(dòng)變阻器接為分壓器。
(2)圖線略。電阻變大(斜率變大)
(3)當(dāng)時(shí),,從圖丙得,所以。
點(diǎn)評(píng):本題考查作圖和讀圖以及電路的簡(jiǎn)單計(jì)算,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)題從細(xì)節(jié)著手。
例11.測(cè)小燈泡的伏安特性曲線——2006年全國(guó)理綜二卷第17(1)題
現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡(圖中用表示)的伏安特性曲線.要求所測(cè)電壓范圍為0.1V~4V.
現(xiàn)有器材:直流電源(電動(dòng)勢(shì)4.5V,內(nèi)阻不計(jì)),電壓表○V(量程4.5V,內(nèi)阻約為4×104)電流表(量程250mA,內(nèi)阻約為2),電流表(量程500mA,內(nèi)阻約為1),滑動(dòng)變阻器(最大值約為30),電鍵,導(dǎo)線若干.
如果既要滿足測(cè)量要求,又要測(cè)量誤差較小,應(yīng)該選用的電流表是,下面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是.
解:因?yàn)殡娏骷s為,所以選A2;因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻大,對(duì)電路影響小,所以選用甲圖。
點(diǎn)評(píng):常規(guī)要求,細(xì)心會(huì)做。
無(wú)獨(dú)有偶,考測(cè)小燈泡的變化曲線的也是3題,分別考查器材選擇、電路圖和圖象的讀或畫(huà),是物理實(shí)驗(yàn)的基本功,看來(lái),物理實(shí)驗(yàn),還是要強(qiáng)調(diào)雙基:基本原理、基本技能。
例12.2004年上海物理卷第18題.(10分)小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象,用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓):
I(A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00
(1)在左下框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.可用的器材有:電壓表、電流表、滑線變阻器(變化范圍0—10Ω)、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.
(2)在右圖中畫(huà)出小煤泡的U—I曲線.
(3)如果第15題實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V,內(nèi)阻是2.0Ω.問(wèn):將本題中的燈泡接在該電池兩端,小燈泡的實(shí)際功率是多少?(簡(jiǎn)要寫(xiě)出求解過(guò)程;若需作圖,可直接畫(huà)在第(2)小題的方格圖中)
答案:(1)見(jiàn)下圖
(3)作出U=圖線,可得小燈泡工作電流為0.35安,工作電壓為0.80伏,因此小燈
泡實(shí)際功率為0.28瓦
例13.2004年江蘇省物理卷第12題.(12分)某同學(xué)對(duì)黑箱(見(jiàn)圖1)中一個(gè)電學(xué)元件的伏安特性進(jìn)行研究.通過(guò)正確測(cè)量,他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過(guò)它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律
①當(dāng)-15VUab0V時(shí),I近為零.②當(dāng)Uab≥0時(shí),Uab和I的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
(1)在圖2中畫(huà)出Uab≥0時(shí)該元件的伏安特性曲線.(可用鉛筆作圖)
(2)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí).該元件具有的特性是______________________
(3)若將此黑箱接入圖3電路中,并在該電路的cd兩端輸入如圖4(甲)所示的方波電壓
信號(hào)ucd,請(qǐng)?jiān)趫D4(乙)中定性畫(huà)出負(fù)載電阻RL上的電壓信號(hào)uef的波形.
答案:(1)(2)單向?qū)щ娦?3)
例14.2003年上海物理卷第18題.(7分)圖1為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對(duì)溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖。
⑴為了通過(guò)測(cè)量得到圖1所示I-U關(guān)系的完整曲線,在圖2和圖3兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________;簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:____________。(電源電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻不計(jì),滑線變阻器的阻值為0-100Ω)。
[2;電壓可從0V調(diào)到所需電壓,調(diào)節(jié)范圍較大。]
⑵在圖4電路中,電源電壓恒為9V,電流表讀數(shù)為70mA,定值電阻R1=250Ω。由熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為_(kāi)_______V;電阻R2的阻值為_(kāi)_____Ω。
[5.2;111.8(111.6—112.0均給分)]
⑶舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子:______________________________________。
[熱敏溫度計(jì)(提出其它實(shí)例,只要合理均給分)]
答案:(1)2;圖2電路電壓可從0V調(diào)到所需電壓,調(diào)節(jié)范圍較大。(或圖3電路不能測(cè)得0V附近的數(shù)據(jù))
(2)5.2;111.8(111.6-112.0均給分)(3)熱敏溫度計(jì)(提出其他實(shí)例,只要合理均給分)
15.(20xx重慶卷)22.(2)在探究小燈泡的伏安特性實(shí)驗(yàn)中,所用器材有:燈泡1,量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅硎続和電壓V,直流電源A,滑動(dòng)變阻器R,電鍵S等,要求燈泡兩端電壓從OV開(kāi)始變化,
①實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用____________接法(填“分壓”或“限流”)
②某同學(xué)已連接如題22圖2所示的電路,在連接最后一根導(dǎo)線的C端到直接電源正極之前,請(qǐng)指出其中僅有的2個(gè)不當(dāng)之處,并說(shuō)明如何改下
A.__________________________________________
B._______________________________________________
③電路連接正確后,分別測(cè)得兩只燈泡和的伏安特性曲線,如題22圖3中Ⅰ和Ⅱ所示。然后將燈泡、與電池組(電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均恒定)連成題22圖4所示電路。多次測(cè)量后得到通過(guò)和的電流平均值分別為0.30A和0.60A。
A.在題22圖3中畫(huà)出電池組路端電壓U和電流I的關(guān)系曲線。
B.由該曲線可知電池組的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)________V,內(nèi)阻為_(kāi)________。(取2位有效數(shù)字)
15.【答案】⑵①分壓②A.電鍵不應(yīng)閉合,應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)B.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P位置不當(dāng),應(yīng)將其置于b端③4.6V2.7Ω
【解析】⑵①探究小燈泡的伏安特性曲線要求電壓從0到額定電壓變化,所以滑動(dòng)變阻器必須采用分壓解法。
②在連接線路時(shí)必須將每個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi),而圖中是閉合的這是第一個(gè)錯(cuò)誤。連好線路后在閉合開(kāi)關(guān)前需要將限流滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大,將分壓滑動(dòng)變阻器調(diào)到輸出為0端,在圖中是b端,以保護(hù)電源和電表。
③描繪電源的伏安特性曲線要求外電阻變化測(cè)定對(duì)應(yīng)的多組路端電壓和電流,本實(shí)驗(yàn)中用兩個(gè)小燈泡來(lái)改變外電阻獲得兩組電流值,然后在小燈泡的伏安特性曲線上查出對(duì)應(yīng)的電壓,用兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)描繪圖像。為描繪準(zhǔn)確可以先進(jìn)行理論計(jì)算,首先查出兩坐標(biāo)為(0.30A,3.8V)和(0.60A,3.0V),則內(nèi)阻為Ω,電動(dòng)勢(shì)為,V,然后作出準(zhǔn)確圖像如圖。
16.(20xx浙江卷)21.Ⅱ.(10分)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)測(cè)得電流-電壓的數(shù)據(jù)如下表所示:
電流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2
電壓U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46
(1)用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線;
(2)為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系,已作出電阻隨電流的變化曲線如圖所示:請(qǐng)指出圖絲的特征,并解釋形成的原因。
16.【答案】Ⅱ.(1)
(2)電阻隨電流增大;
存在三個(gè)區(qū)間,電阻隨電流的變化快慢不同;
第一區(qū)間電流很小時(shí),電阻變化不大;第二區(qū)間燈絲溫度升高快,電阻增大快;第三區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能,燈絲溫度升高變慢,電阻增大也變慢。
17.(20xx安徽卷)21.Ⅱ.(6分)太陽(yáng)能是一種清潔、“綠色”能源。在我國(guó)上海舉辦的20xx年世博會(huì)上,大量利用了太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池在有光照時(shí),可以將光能轉(zhuǎn)化為電能,在沒(méi)有光照時(shí),可以視為一個(gè)電學(xué)器件。某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法,探究一個(gè)太陽(yáng)能電池在沒(méi)有光照時(shí)(沒(méi)有儲(chǔ)存電能)的I-U特性。所用的器材包括:太陽(yáng)能電池,電源E,電流表A,電壓表V,滑動(dòng)變阻器R,開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。
(1)為了達(dá)到上述目的,請(qǐng)將圖1連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(2)該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),描點(diǎn)繪出了如圖2的I-U圖像。由圖可知,當(dāng)電壓小于2.00V時(shí),太陽(yáng)能電池的電阻_____________(填“很大”或“很小”);當(dāng)電壓為2.80V時(shí),太陽(yáng)能電池的電阻約為_(kāi)___________。
17.【答案】(1)如圖(2)很大;1.0×103(965~1040)
【解析】(1)根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法,電路連接如圖;
(2)在電壓小于2.00V時(shí),由圖可讀出電流很小,由得,太陽(yáng)能電池的電阻很大;
(3)當(dāng)電壓為2.80V時(shí),根據(jù)題圖讀出U、I,由得:R=1.0×103Ω。
電功率教案示例之一
電功率教案示例之一
(一)教學(xué)目的
1.掌握電功率的概念(物理意義、定義、計(jì)算公式,單位)。
2.理解什么是額定電壓、額定功率。知道額定電壓、額定功率與實(shí)際電壓、實(shí)際功率的。別。
(二)教具
低壓電源,演示電流表、電壓表,標(biāo)有“3.8V”的小燈泡,開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器各一個(gè),導(dǎo)線若干,“220V40W”白熾燈泡一只,畫(huà)上用電器銘牌的小黑板一塊,寫(xiě)有例題、預(yù)習(xí)題的小黑板一塊。
(三)教學(xué)過(guò)程
1.復(fù)習(xí),引入新課
問(wèn):(l)怎樣比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢?(物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程棗速度。)
(2)怎樣比較力對(duì)物體做功的快慢?(物體在單位時(shí)間內(nèi)完成的功棗一功率。)
(3)怎樣比較電流做功的快慢?(掛出寫(xiě)有例題的小黑板。)
例:電流通過(guò)洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī),通電半小時(shí)做功180000焦;電流通過(guò)公共電車的電動(dòng)機(jī),通電2秒鐘做功120000焦。問(wèn):①電流通過(guò)哪個(gè)電動(dòng)機(jī)做功多?(通過(guò)洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī))②電流通過(guò)哪個(gè)電動(dòng)機(jī)做功快呢?
告訴學(xué)生,電流做功的快做,僅從它做功的多少來(lái)考慮是不行的,必須看它們?cè)谙嗤臅r(shí)間里哪個(gè)做的功多,這就跟比較運(yùn)動(dòng)快慢和物體做功的快慢一樣。
分別計(jì)算出電流通過(guò)洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)、電車電動(dòng)機(jī)每秒鐘做的功:i00焦、60000焦。結(jié)論:電流通過(guò)電車的電動(dòng)機(jī)做功快。
指出:日常生活中,不僅要了解電流做功的多少,還需要知道電流做功的快慢。在物理學(xué)中是用“電功率”來(lái)表示電流做功的快慢。
2.進(jìn)行新課
(1)電功率(師生共同討論下列的內(nèi)容)
①定義:電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫做電功率,用字母P來(lái)表示。
②意義:表示電流做功的快慢。
表明:電功率等于電壓與電流的乘積。(注意:上述兩個(gè)公式適用于任何電路)
④單位:瓦、千瓦。
1瓦=1焦/秒=1伏·安,
l千瓦=1000瓦。
⑤導(dǎo)出計(jì)算電功的另一公式W=Pt和電功的單位干瓦時(shí)。
W=Pt=l千瓦×I時(shí)=1千瓦時(shí)
=1000瓦×3600秒=3.6×106焦。
⑥例題(本節(jié)課本上的〔例題〕):通過(guò)該例題的講評(píng),向?qū)W生強(qiáng)調(diào)要正確使用W=Pt這個(gè)公式,注意公式中各量的單位。公式與單位:
W=PtW=Pt
焦瓦秒千瓦·時(shí)干瓦時(shí)
可再做一些W=Pt的口頭練習(xí)
(2)額定功率
手拿一個(gè)“220V40W”的燈泡提問(wèn):通常我們說(shuō)這是一只4D瓦的燈泡,那是一把60瓦的電烙鐵,是什么意思?
①演示實(shí)驗(yàn)
告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯繜襞莸牧炼雀妷旱年P(guān)系。
介紹實(shí)驗(yàn)裝置,組成如圖1所示的電路。
讓學(xué)生觀察:兩表的示數(shù)和燈泡的亮度。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:a.閉合開(kāi)關(guān)移動(dòng)滑片P使表的示數(shù)為2.5伏,
在下表中記錄U、I讀數(shù)和燈泡的亮度。
b.移動(dòng)滑片P,使表的示數(shù)為2伏,記錄。
C.移動(dòng)滑片P,使表的成數(shù)為2.8伏,記錄。
實(shí)驗(yàn)記錄
②師生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析討論并小結(jié)如下:
a.在不同的電壓下,同一個(gè)用電器的電功率不是一樣大,燈泡消耗的功率可由P=UI來(lái)計(jì)算。
b、燈泡的亮度由它實(shí)際消耗的電功率決定。燈泡越亮,表明其消耗的電功率越大。C.用電器正常工作時(shí)的電壓叫做額定電壓,用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率,為了使用電器正常工作,應(yīng)使用電器在額定電壓下工作。
d.每個(gè)用電器的額定功率只有一個(gè),而實(shí)際功率有許多個(gè),我們平常說(shuō)這是一個(gè)40瓦的燈泡,指的是這個(gè)燈泡的額定功率是40瓦。
e.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系:
當(dāng)U實(shí)=U額時(shí),P實(shí)=P額,用電器正常工作;
當(dāng)U實(shí)U額時(shí),P實(shí)P額,用電器不能正常工作;
當(dāng)U實(shí)U額時(shí),P實(shí)P額,用電器容易被燒壞。
③教師出示一個(gè)“220V40W”的燈泡和銘牌,讓學(xué)生觀察,然后掛出有銘牌的小黑板,介紹燈泡上的標(biāo)志和銘牌的意義。最后讓學(xué)生看書(shū)上的一些電器設(shè)備的功率。
3.小結(jié):略。
4.布置作業(yè):(1)課本本節(jié)的練習(xí)3、4。
(2)預(yù)習(xí)下節(jié)實(shí)驗(yàn)。(預(yù)習(xí)題抄在小黑板上。)
預(yù)習(xí)題:
1.實(shí)驗(yàn)的目的是什么?
2.必須測(cè)出哪些物理量?實(shí)驗(yàn)的原理是什么?
3.需要哪些實(shí)驗(yàn)器材?
4.實(shí)驗(yàn)中為什么要用滑動(dòng)變阻器?它和燈泡應(yīng)如何連接?
5.怎樣組成電路?請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
6.怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。
7.在什么條件下測(cè)出的功率才是小燈泡的額定功率?
(四)說(shuō)明
l、理解額定電壓、額定功率與實(shí)際電壓、實(shí)際功率的關(guān)系是本節(jié)課的難點(diǎn)。學(xué)生對(duì)這些不易分清,通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)講解,比較直觀,學(xué)生易于接受。在這里主要是講清概念,不要急于進(jìn)行較復(fù)雜的計(jì)算。
2.布置學(xué)生預(yù)習(xí)下節(jié)課的實(shí)驗(yàn),一是為了復(fù)習(xí)鞏固電功率的概念,二是為下節(jié)課順利實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
3.對(duì)于較好的學(xué)生可布置他們課后推導(dǎo)對(duì)純電阻電路適用的
注:本教案依據(jù)的教材是人教社初中物理課本第三冊(cè)第九章
2.9實(shí)驗(yàn):測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
高中物理課堂教學(xué)教案
2.9實(shí)驗(yàn):測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
年月日
課題
§2.9實(shí)驗(yàn):測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
課型
新授課
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、了解并掌握測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理和實(shí)驗(yàn)方法。
2、學(xué)習(xí)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(二)過(guò)程與方法
通過(guò)設(shè)計(jì)電路和選擇儀器,開(kāi)闊思路,激發(fā)興趣。養(yǎng)成規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)并能科學(xué)、合理地處理數(shù)據(jù)的習(xí)慣。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
使學(xué)生理解和掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理問(wèn)題的基本程序和技能,具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和不斷求索的精神,培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和操作能力,提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和興趣。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)
掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法,學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。難點(diǎn)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
教學(xué)方法
分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段
測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的有關(guān)實(shí)驗(yàn)器材
教學(xué)活動(dòng)(一)引入新課
教師:我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定律,請(qǐng)大家寫(xiě)出有關(guān)的公式。學(xué)生:回憶并寫(xiě)出閉合電路歐姆定律公式。教師:這節(jié)課我們就根據(jù)閉合電路的歐姆定律,來(lái)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(二)進(jìn)行新課
1、實(shí)驗(yàn)原理
提出問(wèn)題:現(xiàn)在有一個(gè)干電池,要想測(cè)出其電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,你需要什么儀器,采用什么樣的電路圖,原理是什么?學(xué)生討論后,可以得到多種實(shí)驗(yàn)方案。(1)用電壓表、電流表、可變電阻(如滑動(dòng)變阻器)測(cè)量。如圖2.9-1所示:
原理公式:(2)用電流表、電阻箱測(cè)量。如圖2.9-2所示:
原理公式:(3)用電壓表、電阻箱測(cè)量。如圖2.9-3所示:
原理公式:這幾種方法均可測(cè)量,今天我們這節(jié)課選擇第一種測(cè)量方案。2、實(shí)驗(yàn)方法
教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材72頁(yè)有關(guān)內(nèi)容,回答問(wèn)題。(1)用水果電池的優(yōu)點(diǎn)是什么?電源的正負(fù)極如何鑒別?其內(nèi)阻與哪些因素有關(guān)?實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)有何變化?實(shí)驗(yàn)中要注意什么?(2)簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟。學(xué)生:閱讀教材,解決以上問(wèn)題。在教師指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn),要記錄至少六組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3、數(shù)據(jù)處理原則上,利用兩組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)果,但這樣做誤差會(huì)比較大,為此,我們可以多測(cè)幾組求平均,也可以將數(shù)據(jù)描在圖上,利用圖線解決問(wèn)題。
明確:(1)圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓,它反映的是:當(dāng)電流強(qiáng)度I增大時(shí),路端電壓U將隨之減小,U與I成線性關(guān)系,U=E-Ir。也就是說(shuō)它所反映的是電源的性質(zhì),所以也叫電源的外特性曲線。(2)電阻的伏安特性曲線中,U與I成正比,前提是R保持一定,而這里的U-I圖線中,E、r不變,外電阻R改變,正是R的變化,才有I和U的變化。實(shí)驗(yàn)中至少得到5組以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),畫(huà)在圖上擬合出一條直線。要求:使多數(shù)點(diǎn)落在直線上,并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)要大致相等,這樣,可使偶然誤差得到部分抵消,從而提高精確度。討論:將圖線延長(zhǎng),與橫縱軸的交點(diǎn)各代表什么情況?歸納:將圖線兩側(cè)延長(zhǎng),縱軸截距點(diǎn)意味著斷路情況,它的數(shù)值就是電源電動(dòng)勢(shì)E。橫軸截距點(diǎn)(路端電壓U=0)意味著短路情況,它的數(shù)值就是短路電流。說(shuō)明:①兩個(gè)截距點(diǎn)均是無(wú)法用實(shí)驗(yàn)實(shí)際測(cè)到的,是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。②由于r一般很小,得到的圖線斜率的絕對(duì)值就較小。為了使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開(kāi)始,計(jì)算r時(shí)選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求得。(三)課后小結(jié)
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理和實(shí)驗(yàn)方法。并學(xué)習(xí)了用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
學(xué)生活動(dòng)
作業(yè)
1、書(shū)面完成P74“問(wèn)題與練習(xí)”第2、3題;思考并回答第1題。2、課下閱讀課本,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
板書(shū)設(shè)計(jì)
教學(xué)后記
高考物理實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬的電阻率復(fù)習(xí)教案
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來(lái),幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫(xiě)呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“高考物理實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬的電阻率復(fù)習(xí)教案”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
實(shí)驗(yàn)7測(cè)定金屬的電阻率(測(cè)電阻)
1.(20xx全國(guó)2卷23).(13分)如圖,一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi):
○A為毫安表,量程6mA,內(nèi)阻為數(shù)十歐姆;E為直流電源,電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻很?。籖為電阻箱,最大阻值為999.9Ω;S為開(kāi)關(guān)。已知RT在95℃時(shí)阻值為150Ω,在20℃時(shí)的阻值約為550Ω?,F(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在95℃~20℃之間的多個(gè)溫度下RT的阻值。
(1)在圖中畫(huà)出連線,完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖
(2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空
①依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線
②調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度,使得RT溫度為95℃
③將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔担员WC儀器安全
④閉合開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)電阻箱,記錄電流表的示數(shù)I0,并記錄。
⑤將RT的溫度降為T(mén)1(20℃<T1<95℃);調(diào)節(jié)電阻箱,使得電流表的讀數(shù),記錄。
⑥溫度為T(mén)1時(shí)熱敏電阻的電阻值RT1=。
⑦逐步降低T1的數(shù)值,直至20℃為止;在每一溫度下重復(fù)步驟⑤⑥
【答案】
(1)電路圖如圖:
(2)d、電阻箱的讀數(shù)e、仍為電阻箱的讀數(shù)為f、
【解析】(1)由于本實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)可以用來(lái)測(cè)量或觀察的電流表,所以應(yīng)該用“替代法”的思維考慮用電流表觀察保證電路的電阻不變,因此將熱敏電阻、電阻箱和電流表串聯(lián)形成測(cè)量電路。而且熱敏電阻的95℃和20℃的阻值是已知的,所以熱敏電阻的初始溫度為95℃,則電流表數(shù)不變時(shí)電阻箱與熱敏電阻的串聯(lián)電路電阻保持150Ω加電阻箱的初值之和不變。如果熱敏電阻的初始溫度為20℃,則電流表示數(shù)不變時(shí),電阻箱與熱敏電阻的串聯(lián)電路電阻保持550Ω加電阻箱的初值之和不變,則可以測(cè)量任意溫度下的電阻。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟為:
a、依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線
b、調(diào)節(jié)控溫電容M內(nèi)的溫度,使得的溫度為95℃
c、將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔?,保證儀器安全
d、閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,記錄電流表的示數(shù),并記錄電阻箱的初值
e、將的溫度降低為,調(diào)節(jié)電阻箱,使得電流表的讀數(shù)仍為,記錄電阻箱的讀數(shù)為
f、溫度為時(shí),熱敏電阻的電阻值
g、將的溫度逐漸降低直到為止,在每一溫度下重復(fù)步驟e-f
2.(20xx全國(guó)新課標(biāo)卷23).(11分)用對(duì)溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻,在給定溫度范圍內(nèi),其阻值隨溫度的變化是非線性的.某同學(xué)將和兩個(gè)適當(dāng)?shù)墓潭娮琛⑦B成圖1虛線框內(nèi)所示的電路,以使該電路的等效電阻的阻值隨所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的,且具有合適的阻值范圍.為了驗(yàn)證這個(gè)設(shè)計(jì),他采用伏安法測(cè)量在不同溫度下的阻值,測(cè)量電路如圖1所示,圖中的電壓表內(nèi)阻很大.的測(cè)量結(jié)果如表l所示.
回答下列問(wèn)題
(1)根據(jù)圖1所示的電路,在圖2所示的實(shí)物圖上連線.
(2)為了檢驗(yàn)與t之間近似為線性關(guān)系,在坐標(biāo)紙上作-t關(guān)系圖線
(3)在某一溫度下,電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖3、4所示.電流表的讀數(shù)為_(kāi)___,電壓表的讀數(shù)為_(kāi)__.此時(shí)等效電阻的阻值為_(kāi)__:熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_(kāi)___.
答案:(1)如圖所示(2)如圖所示(3)115.0mA,5.00V,43.5Ω,64.0℃
【解析】(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物。
(2)根據(jù)數(shù)據(jù)描出點(diǎn),作出直線。
(3),,,對(duì)照?qǐng)D找出相應(yīng)的溫度為64.0℃。
3.(20xx福建卷19(3))(6分)如圖所示是一些準(zhǔn)備用來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻阻值的實(shí)驗(yàn)器材,器材及其規(guī)格列表如下
為了能正常進(jìn)行測(cè)量并盡可能減少測(cè)量誤差,實(shí)驗(yàn)要求測(cè)量時(shí)電表的讀數(shù)大于其量程的一半,而且調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化。請(qǐng)用實(shí)線代表導(dǎo)線,在所給的實(shí)驗(yàn)器材圖中選擇若干合適的器材,連成滿足要求的測(cè)量阻值的電路。
【解析】(3)本小題屬于難題,要準(zhǔn)確答題就需要對(duì)實(shí)驗(yàn)原理(伏安法、變阻器接法)、誤差分析有深刻理解。由于待測(cè)電阻約1000Ω,滑動(dòng)變阻器最大電阻為100Ω,要使電表讀數(shù)發(fā)生變化,滑動(dòng)變阻器必須使用分壓式接法。當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)全部加在待測(cè)電阻上時(shí),流過(guò)的電流約為,顯然不能用電流表來(lái)測(cè)電流,而應(yīng)該把其中一個(gè)電壓表V1當(dāng)電流表來(lái)使用。根據(jù)比值法容易判斷出待測(cè)電阻是大電阻,伏安法應(yīng)使用內(nèi)接法。
4.(20xx山東卷23(2))在測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)連接電路如圖所示。閉合電鍵后,發(fā)現(xiàn)電路有故障(已知電源、電表和導(dǎo)線均完好,電源電動(dòng)勢(shì)為E):
①若電流表示數(shù)為零、電壓表示數(shù)為E,則發(fā)生故障的是(填“待測(cè)金屬絲”“滑動(dòng)變阻器”或“電鍵”)。
②若電流表、電壓表示數(shù)均為零,該同學(xué)利用多用電表檢查故障。先將選擇開(kāi)關(guān)旋至檔(填“歐姆×100”“直流電壓10V”或“直流電流2.5mA”),再將(填“紅”或“黑”)表筆固定在a接線柱,把另一支表筆依次接b、c、d接線柱。若只有滑動(dòng)變阻器斷路,則多用電表的示數(shù)依次是、、。
【答案】(2)①待測(cè)金屬絲;②直流電壓10V,紅,0,E,E。
5.2007上海物理卷第15題.
為了測(cè)量一個(gè)阻值較大的末知電阻,某同學(xué)使用了干電池(1.5V),毫安表(1mA),電阻箱(0-9999),電鍵,導(dǎo)線等器材。該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖(a)所示,實(shí)驗(yàn)時(shí),將電阻箱阻值置于最大,斷開(kāi)K2,閉合K1,減小電阻箱的阻值,使電流表的示數(shù)為I1=1.00mA,記錄電流強(qiáng)度值;然后保持電阻箱阻值不變,斷開(kāi)K1,閉合K2,此時(shí)電流表示數(shù)為I1=0.80mA,記錄電流強(qiáng)度值。由此可得被測(cè)電阻的阻值為_(kāi)___________。
經(jīng)分析,該同學(xué)認(rèn)為上述方案中電源電動(dòng)勢(shì)的值可能與標(biāo)稱值不一致,因此會(huì)造成誤差。為避免電源對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,又設(shè)計(jì)了如圖(b)所示的實(shí)驗(yàn)電路,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
第11題圖
斷開(kāi)K1,閉合K2,此時(shí)電流表指針處于某一位置,記錄相應(yīng)的電流值,其大小為I;斷開(kāi)K2,閉合K1,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的示數(shù)為_(kāi)___________,記錄此時(shí)電阻箱的阻值,其大小為R0。由此可測(cè)出Rx=___________。
5.答案:3.75,I,R0,
【解析】解:對(duì)(a)圖,斷開(kāi)K2,閉合K1時(shí),有,得,
斷開(kāi)K1,閉合K2時(shí),有,得。
對(duì)(b)圖,斷開(kāi)K1,閉合K2時(shí),有,斷開(kāi)K2,閉合K1時(shí),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為時(shí),使電流表的示數(shù)仍為I,有,得。
點(diǎn)評(píng):本題考查測(cè)電阻的原理。前者是伏安法,應(yīng)用的不是部分電路歐姆定律,而是全電路歐姆定律。后者是比較法,在電源電動(dòng)勢(shì)不變且電流相等的條件下,,這就避免了在計(jì)算電阻的過(guò)程中用到電動(dòng)勢(shì)E值,可克服電源電動(dòng)勢(shì)的值可能與標(biāo)稱值不一致的問(wèn)題。
6.2007江蘇物理卷第9題、
某同學(xué)欲采用如圖所示的電路完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。圖中電流表的量程為0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω;電壓表的量程為3V,內(nèi)阻約6kΩ;G為小量程電流表;電源電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻較小,下列電路中正確的是
6.答案:AB
【解析】(A)圖,伏安法測(cè)電阻,兩表量程能滿足要求,因電壓表的內(nèi)阻足夠大,可用電流表外接法,所以正確;(B)圖,測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,采用電流表外接法(對(duì)電源來(lái)說(shuō)是外接),是適當(dāng)?shù)?,因?yàn)槿绻娏鞅韮?nèi)接,則所測(cè)的電源的內(nèi)阻為電源與電流表的內(nèi)阻之和,而電流表內(nèi)阻較大(與電源內(nèi)阻比),所以正確;(C)圖,描繪小燈泡的伏安特性曲線,因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器用了限流器接法,不能測(cè)多組數(shù)據(jù)作圖,所以錯(cuò)誤;(D)半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻,要用電阻箱讀數(shù),滑動(dòng)變阻器不能擔(dān)當(dāng)此任,所以錯(cuò)誤。本題選A、B。
點(diǎn)評(píng):本題是傳統(tǒng)的內(nèi)容,也是重點(diǎn),但考法巧妙,用選擇題的形式考實(shí)驗(yàn)題的內(nèi)容,一題多考,即一道題考了4個(gè)實(shí)驗(yàn),是知識(shí)密集型試題。
7.2007江蘇物理卷第12題、
要描繪某電學(xué)元件(最大電流不超過(guò)6mA,最大電壓不超過(guò)7V)的伏安特性曲線,設(shè)計(jì)電路如圖,圖中定值電阻R為1KΩ,用于限流;電流表量程為10mA,內(nèi)阻約為5Ω;電壓表(未畫(huà)出)量程為10V,內(nèi)阻約為10KΩ;電源電動(dòng)勢(shì)E為12V,內(nèi)阻不計(jì)。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇:
a、阻值0到200Ω,額定電流0.3A
b、阻值0到20Ω,額定電流0.5A(chǔ)
本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是(填“a”或“b”)
(2)正確接線后,測(cè)得數(shù)據(jù)如下表
12345678910
U(V)0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40
I(mA)0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50
a)根據(jù)以上數(shù)據(jù),電壓表是并聯(lián)在M與____之間的(填“O”或“P”)
b)根據(jù)以上數(shù)據(jù),畫(huà)出該元件的伏安特性曲線。
(3)畫(huà)出待測(cè)元件兩端電壓UMO隨MN間電壓UMN變化的示意圖為(無(wú)需數(shù)值)
7.答案:(1)a(2)a)Pb)如圖
(3)如圖
【解析】(1)如用a,滑動(dòng)變阻器的電流約為,如用b,滑動(dòng)變阻器的電流約為,超過(guò)滑動(dòng)變阻器的額定電流,所以選用a.
(2)a)因?yàn)榇郎y(cè)元件的電阻很大(最小為第10組數(shù)據(jù)求得的),電壓表內(nèi)阻(10)與之比較不是很大,而電流表內(nèi)阻(5)與之比較確很小,所以要用電流表內(nèi)接法,因此可判斷電壓表是并聯(lián)在M與P之間的.
b)如圖(用描點(diǎn)作圖法)
(3)為進(jìn)一步研究,求出有關(guān)數(shù)據(jù)填表如下
12345678910
UMO(V)=U+I
0.003.006.006.16036.2816.3256.376.3956.416.4275
UMN(V)=U+I
0.003.006.006.226.787.328.369.3810.3911.90
用電子計(jì)算機(jī)Excel作圖如上圖.
點(diǎn)評(píng):描繪電學(xué)元件(非線性元件)的伏安特性曲線,不是教科書(shū)中的實(shí)驗(yàn),但用的是教科書(shū)中學(xué)過(guò)的方法(伏安法),要解決的也是教科書(shū)中講過(guò)的問(wèn)題(電流表的內(nèi)接、外接問(wèn)題).但是,給出的不是待測(cè)電阻的已知范圍(象以前的考試那樣),而要通過(guò)自己觀察和計(jì)算才能求出,所以,對(duì)于實(shí)驗(yàn),不要死記硬背,重在懂得原理,掌握方法,學(xué)會(huì)儀器,舉一反三,更重要的是,要重視探索性實(shí)驗(yàn)。
8.2007廣東物理1卷第13題
(1)熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件?,F(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線,要求特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約4~5Ω。熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中,杯內(nèi)有一定量的冷水,其它備用的儀表和器具有:盛有熱水的熱水杯(圖中未畫(huà)出)、電源(3V、內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1Ω)、直流電壓表(內(nèi)阻約5kΩ)、滑動(dòng)變阻器(0~20Ω)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
①在圖(a)的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,要求測(cè)量誤差盡可能小。
②根據(jù)電路圖,在圖(b)的實(shí)物圖上連線。
③簡(jiǎn)要寫(xiě)出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟
1)、往保溫杯中加入熱水,稍等讀出溫度值。
2)、.
3)、重復(fù)①,②測(cè)出不同溫度下的數(shù)據(jù)。
4)、.
(2)廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器中的溫度傳感器,是利用熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性工作的。在圖甲中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=9.0V,內(nèi)電阻不可忽略;C為內(nèi)阻不計(jì)的靈敏電流表;R0為保護(hù)電阻;R為熱敏電阻,其電阻值與溫度變化關(guān)系如圖乙的R-t圖象所示。則熱敏電阻R與攝氏溫度t的關(guān)系為R=;閉合電鍵S,當(dāng)R的溫度等于40℃時(shí),電流表示數(shù)I1=2.25mA,則當(dāng)電流表的示數(shù)I2=3.6mA時(shí),熱敏電阻R的溫度是________攝氏度。
8.【答案】13.(1)①如圖所示
②連線圖略
③①、往保溫杯中加入熱水,稍等讀出溫度值。
②、調(diào)節(jié)R,快速測(cè)出多組I,U值。
③、重復(fù)①,②測(cè)出不同溫度下的數(shù)據(jù)。
④、繪出各溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線。
(2)R=–1.875×10-2t+4.25120
【解析】(1)因?yàn)闊崦綦娮璧淖柚担ǔ叵录s~5Ω)與直流電流表內(nèi)阻(1Ω)差不多而比直流電壓表內(nèi)阻(5kΩ)小得多,所以用電流表外接法,為了多次測(cè)量以便列表做圖象,所以滑動(dòng)變阻器接成分壓器。
(2)因?yàn)閳D象是直線,用斜截式求熱敏電阻R與攝氏溫度t的關(guān)系,設(shè)為,則根據(jù)時(shí),(此處易誤讀為,要小心),得,再根據(jù)時(shí),,得,所以得R與t的關(guān)系為R=1.875×10-2t+4.25。
從圖甲,有,從圖乙讀出,當(dāng)時(shí),,代入得,可求出,又有,解得,查圖乙得。
點(diǎn)評(píng):本題兩問(wèn)中的熱敏電阻是不同的,兩問(wèn)考查的知識(shí)點(diǎn)也不同,第(1)問(wèn)考查伏安法測(cè)電阻的常規(guī)問(wèn)題:電流表的內(nèi)接、外接問(wèn)題及滑動(dòng)變阻器接成分壓器還是限流器問(wèn)題,電路圖及實(shí)物圖也是常規(guī)要求。第(2)問(wèn)則考查了電路圖和圖象,考變化的情況,要求用數(shù)學(xué)方法解決問(wèn)題??梢?jiàn),物理實(shí)驗(yàn)既不要忘記常規(guī),也要求注意創(chuàng)新。
9.2007廣東物理2卷第13題
實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管,已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.7×10-8Ωm。課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn)來(lái)測(cè)算螺線管使用的金屬絲長(zhǎng)度。他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器(千分尺)、導(dǎo)線和學(xué)生電源等。
(1)他們使用多用電表粗測(cè)金屬絲的電阻,操作工程分以下三個(gè)步驟:(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)第②步操作)
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔;選擇電阻檔“×1”;
②________________________________________________________________;
③把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接,多用表的示數(shù)如圖9(a)所示。
(2)根據(jù)多用電表示數(shù),為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,并在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍,應(yīng)從圖9(b)的A、B、C、D四個(gè)電路中選擇_________電路來(lái)測(cè)量金屬絲電阻;
(3)他們使用千分尺測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,金屬絲的直徑為_(kāi)________mm;
(4)根據(jù)多用電表測(cè)得的金屬絲電阻值,可估算出繞制這個(gè)螺線管所用金屬絲的長(zhǎng)度約為_(kāi)________m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(5)他們正確連接電路,接通電源后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)電流始終無(wú)示數(shù)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案,利用多用電表檢查電路故障并寫(xiě)出判斷依據(jù)。(只需寫(xiě)出簡(jiǎn)要步驟)
______________________________________________________________________________。
9.【答案】(1)將紅、黑表筆短接,調(diào)整表針,使指零。
(2)選B。
(3)
(4)12m。
(5)斷開(kāi)電源,用多用表檔檢查各元件或接頭是否導(dǎo)通,或不斷開(kāi)電源,用多用表電壓檔檢查各元件是否有電壓。
【解析】(2)多用電表示數(shù)為4,因?yàn)榇郎y(cè)電阻比電壓表內(nèi)阻小很多而不比電流表內(nèi)阻大很多,所以用電流表外接電路,為了在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍,滑動(dòng)變阻器接成分壓器,所以選B。
(3)
(4)根據(jù),以及,代入已知數(shù)據(jù),算得L=12m
(5)斷開(kāi)電源,用多用表檔檢查各元件或接頭是否導(dǎo)通,或不斷開(kāi)電源,用多用表電壓檔檢查各元件是否有電壓。
點(diǎn)評(píng):本題考查兩種方法測(cè)電阻:多用表的檔和伏安法,對(duì)伏安法,仍是常規(guī)要求:電路的連接,另外還考查了故障的檢查與排除。
10.理綜山東卷(新課程)第23題.
檢測(cè)一個(gè)標(biāo)稱值為5Ω的滑動(dòng)變阻器??晒┦褂玫钠鞑娜缦拢?br>
A.待測(cè)滑動(dòng)變阻器Rx,全電阻約5Ω(電阻絲繞制緊密,匝數(shù)清晰可數(shù))
B.電流表A1,量程0.6A,內(nèi)阻約0.6Ω
C.電流表A2,量程3A,內(nèi)阻約0.12Ω
D.電壓表V1,量程15V,內(nèi)阻約15KΩ
E.電壓表V2,量程3V,內(nèi)阻約3KΩ
F.滑動(dòng)變阻器R,全電阻約20Ω
G.直流電源E,電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì)
H.游標(biāo)卡尺
I.毫米刻度尺
J.電鍵S導(dǎo)線若干
(1)用伏安法測(cè)定Rx的全電阻值,所選電流表___________(填“A1”或“A2”),所選電壓表為_(kāi)________(填“V1”或“V2”)。
(2)畫(huà)出測(cè)量電路的原理圖,并根據(jù)所畫(huà)原理圖將下圖中實(shí)物連接成測(cè)量電路。
(3)為了進(jìn)一步測(cè)量待測(cè)量滑動(dòng)變阻器電阻絲的電阻率,需要測(cè)量電阻絲的直徑和總長(zhǎng)度,在不破壞變阻器的前提下,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,寫(xiě)出所需器材及操作步驟,并給出直徑和總長(zhǎng)度的表達(dá)式。
10.【答案】(1)A1、V2
(2)電路原理圖和對(duì)應(yīng)的實(shí)物連接如圖
(3)方案一:
需要的器材:游標(biāo)卡尺、毫米刻度尺
主要操作步驟:
①數(shù)出變阻器線圈纏繞匝數(shù)n
②用毫米刻度尺(也可以用游標(biāo)卡尺)測(cè)量所有線圈的排列長(zhǎng)度L,可得電阻絲的直徑為d=L/n
③用游標(biāo)卡尺測(cè)量變阻器線圈部分的外徑D1,可得電阻絲總長(zhǎng)度l=nπ(D1-),也可以用游標(biāo)卡尺測(cè)量變阻器瓷管部分的外徑D2,得電阻絲總長(zhǎng)度l=nπ(D2+)。
④重復(fù)測(cè)量三次,求出電阻絲直徑和總長(zhǎng)度的平均值
方案二
需要的器材:游標(biāo)卡尺
主要的操作步走驟:
①數(shù)出變阻器線圈纏繞匝數(shù)n
②用游標(biāo)卡尺測(cè)量變阻器線圈部分的外徑D1和瓷管部分的外經(jīng)D2,可得電阻絲繞的直徑為d=
電阻絲總長(zhǎng)度l=nπ
③重復(fù)測(cè)量三次,求出電阻絲直徑和總長(zhǎng)度的平均值
解析:(1)因?yàn)橹绷麟娫碋,電動(dòng)勢(shì)3V,所以電壓表用V2(量程3V足矣),電流約,所以電流表用A1(量程0.6A足矣)。
(2)由于待測(cè)電阻阻值很小,電壓表內(nèi)阻很大,用電流表外接法。
④(3)為了理解第(3)問(wèn)的答案,我畫(huà)了下圖,從圖中可知:變阻器線圈(電阻絲)纏繞的直徑為的d=(D1-)或d=(D2+)或d=.從而周長(zhǎng)為π(D1-)或π(D2+)或π,乘以匝數(shù)n便得電阻絲總長(zhǎng)度l。
點(diǎn)評(píng):本題仍然考查伏安法測(cè)電阻的器材選擇、電路圖及實(shí)物連線圖,另外考查了通過(guò)測(cè)量直徑廁長(zhǎng)度,這倒需要自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、方法和步驟。有傳統(tǒng)也有創(chuàng)新。
11.2007海南物理卷第13題
圖1中電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻可忽略不計(jì);電流表具有一定的內(nèi)阻,電壓表的內(nèi)阻不是無(wú)限大,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān),R為待測(cè)電阻。當(dāng)S向電壓表一側(cè)閉合時(shí),電壓表讀數(shù)為U1,電流表讀數(shù)為I1;當(dāng)S向R一側(cè)閉合時(shí),電流表讀數(shù)為I2。
(1)根據(jù)已知條件與測(cè)量數(shù)據(jù),可以得出待測(cè)電阻R=______________。
(2)根據(jù)圖1所給出的電路,在圖2的各器件實(shí)物圖之間畫(huà)出連接的導(dǎo)線。
圖2
圖1
11.【答案】(1)
(2)連線如圖
【解析】根據(jù)全電路歐姆定律,有①
②
從①解得電流表內(nèi)阻為,代入②式解得
。
點(diǎn)評(píng):測(cè)電阻概括起來(lái)有四種方法,其一,用歐姆表直接讀數(shù),其二,伏安法,測(cè)出電壓和電流,根據(jù)電阻的定義,其三,間接法,如本題,其四,比較法,與已知電阻比較可知。其中第二種方法是高考的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn),因?yàn)榉卜ù笥形恼驴勺觥?br>
12.(3)在測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中,提供的器材有:3V穩(wěn)壓電源E.滑線變阻器R.電壓表V.電流表A.待測(cè)電阻Rx,以及開(kāi)關(guān)S.導(dǎo)線等。要求:①電流表內(nèi)接;②調(diào)節(jié)滑線變阻器可使電壓表的示數(shù)在0V~3V間變化。
在實(shí)驗(yàn)中,有的同學(xué)連成圖3.圖4所示的電路,其中a,b,c,…,k是表示接線柱的字母。請(qǐng)將圖3.圖4中接線錯(cuò)誤(用導(dǎo)線兩端接線柱的字母表示).引起的后果.改正的方法(改接.撤消或增添),分別填在圖下面相應(yīng)的表格中。
接線錯(cuò)誤引起的后果改正的方法
接線錯(cuò)誤引起的后果改正的方法
12.【答案】(1)2.720mm(2)1.8
(3)圖3對(duì)應(yīng)的表格
接線錯(cuò)誤引起的后果改正的方法
ce電源可能短路,損壞電源撤銷ce連線
fi,hj電流表指針?lè)雌?,損壞電流表fi→fh,hi→ij
圖4對(duì)應(yīng)的表格
接線錯(cuò)誤引起的后果改正的方法
缺db(或dg或dk)連線電壓表的示數(shù)無(wú)法調(diào)到OV增添db(或dg或dk)連線
hj電流表短路,指針無(wú)示數(shù)撤銷hi連線
13.用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(900~1000Ω):
電源E,具有一定內(nèi)阻,電動(dòng)勢(shì)約為9.0V;
電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻r1=750Ω;
電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r2=2500Ω;
滑線變阻器R,最大阻值約為100Ω;
單刀單擲開(kāi)關(guān)K,導(dǎo)線若干。
⑴測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的,試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)。
⑵根據(jù)你所畫(huà)的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫(huà)出聯(lián)線。
⑶若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示,電壓表V2的讀數(shù)用U2表示,則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為Rx=________。
【答案】(1)
(2)
(1)Rx=或Rx=
14.2009高考廣東16.(14分)某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率,所用器材包括:輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等。
(1)他們截取了一段金屬絲,拉直后固定在絕緣的米尺上,并在金屬絲上夾上一個(gè)小金屬夾,金屬夾可在金屬絲上移動(dòng)。請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)有器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,并連接電路實(shí)物圖14
(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下:
①正確連接電路,設(shè)定電阻箱的阻值,開(kāi)啟電源,合上開(kāi)關(guān);
②讀出電流表的示數(shù),記錄金屬夾的位置;
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān),,合上開(kāi)關(guān),重復(fù)②的操作.
(3)該小組測(cè)得電流與金屬絲接入長(zhǎng)度關(guān)系的數(shù)據(jù),并據(jù)此給出了圖15的關(guān)系圖線,其斜率為(保留三位有效數(shù)字);圖線縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表了.的電阻之和.
(4)他們使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖16所示.金屬絲的直徑是.圖15中圖線的斜率、電源電動(dòng)勢(shì)和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是,其數(shù)值和單位為(保留三位有效數(shù)字).
14.【答案】16.(1)電路實(shí)物連線如圖所示;
(2)③讀出接入電路中的金屬絲的長(zhǎng)度
同時(shí)移動(dòng)金屬夾的位置;
(3)10.5,電流表內(nèi)阻和電阻箱;
(4)0.200mm,電阻率,9.89×10-7Ωm.
15.2009高考江蘇省10.(8分)有一根圓臺(tái)狀均勻質(zhì)合金棒如圖甲所示,某同學(xué)猜測(cè)其電阻的大小與該合金棒的電阻率ρ、長(zhǎng)度L和兩底面直徑d、D有關(guān)。他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量合金棒的兩底面直徑d、D和長(zhǎng)度L。圖乙中游標(biāo)卡尺(游標(biāo)尺上有20個(gè)等分刻度)的讀書(shū)L=________cm.
(2)測(cè)量該合金棒電阻的實(shí)物電路如圖丙所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出)。該合金棒的電阻約為幾個(gè)歐姆。圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是__________.(用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示)
(3)改正電路后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得合金棒的電阻R=6.72Ω.根據(jù)電阻定律計(jì)算電阻率為ρ、長(zhǎng)為L(zhǎng)、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他發(fā)現(xiàn):在誤差允許范圍內(nèi),電阻R滿足R2=RdRD,由此推斷該圓臺(tái)狀合金棒的電阻R=_______.(用ρ、L、d、D表述)
15.【答案】10.(1)9.940(2)⑥(3)
16.2009高考上海15.(8分)
(1)用多用表的歐姆檔測(cè)量阻值約為幾十k的電阻Rx,以下給出的是可能的操作步驟,其中S為選擇開(kāi)關(guān),P為歐姆檔調(diào)零旋鈕,把你認(rèn)為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫(xiě)在下面的橫線上。
a.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)P使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤(pán)上歐姆檔的零刻度,斷開(kāi)兩表筆
b.將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端,讀出Rx的阻值后,斷開(kāi)兩表筆
c.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆檔1k
d.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆檔100
e.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)交流500V檔,并拔出兩表筆__________________。
根據(jù)右圖所示指針位置,此被測(cè)電阻的阻值約為_(kāi)_________Ω。
(2)(多選題)下述關(guān)于用多用表歐姆檔測(cè)電阻的說(shuō)法中正確的是()
(A)測(cè)量電阻時(shí)如果指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大,應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)S撥至倍率較小的檔位,重新調(diào)零后測(cè)量
(B)測(cè)量電阻時(shí),如果紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔,則會(huì)影響測(cè)量結(jié)果
(C)測(cè)量電路中的某個(gè)電阻,應(yīng)該把該電阻與電路斷開(kāi)
(D)測(cè)量阻值不同的電阻時(shí)都必須重新調(diào)零
16.【答案】15.(1)c、a、b、e,30k,(2)A、C
17.2008年江蘇省物理卷第10題:探究導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí),電阻與截面積的關(guān)系
某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí),電阻與截面積的關(guān)系,選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
⑴用螺旋測(cè)微器測(cè)量某一導(dǎo)線的直徑如下圖所示.讀得
直徑d=mm.(見(jiàn)上)
⑵該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù):
電阻R
(Ω)121.050.023.910.03.1
導(dǎo)線直徑d
(mm)0.80l0.9991.20l1.4941.998
導(dǎo)線截面積S
(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135
請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷,該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系?若滿足反比關(guān)系,請(qǐng)說(shuō)明理由;若不滿足,請(qǐng)寫(xiě)出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系.
⑶若導(dǎo)線的電阻率ρ=5.1×10-7Ωm,則表中阻值為3.1Ω的導(dǎo)線長(zhǎng)度l=m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析:[2]計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表
RS(Ωmm)60.98439.20027.07817.539.7185
S2(mm2)0.2540.6151.2843.0739.828
RS2(Ωmm2)30.73430.73330.68030.73030.467
如果滿足反比關(guān)系,應(yīng)有導(dǎo)線的電阻R與截面積S的乘積為定值,經(jīng)計(jì)算不是.RS2=常量,所以R與S2反比.
[3]根據(jù),得.
17.【答案】10、⑴1.200;⑵不滿足,R與S2反比(或RS2=常量);⑶19
18.2008年廣東省物理卷第15題:探究一種熱敏電阻的溫度特性
某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性.現(xiàn)有器材:直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表,待測(cè)熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等.
⑴若用上述器材測(cè)量熱敏電阻的阻的隨溫度變化的特性,請(qǐng)你在下圖的實(shí)物圖上連線.
⑵實(shí)驗(yàn)的主要步驟:
①正確連接電路,在保溫容器中注入適量冷水,接通電源,調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值;
②在保溫容器中添加少量熱水,待溫度穩(wěn)定后,閉合開(kāi)關(guān),,,斷開(kāi)開(kāi)關(guān);
③重復(fù)第②步操作若干次,測(cè)得多組數(shù)據(jù).
⑶實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值,并據(jù)此繪得上圖的R-t關(guān)系圖線,請(qǐng)根據(jù)圖線寫(xiě)出該熱敏電阻的R-t關(guān)系式:R=+t(Ω)(保留3位有效數(shù)字)
解析:(3)延長(zhǎng)圖線,得截距為100Ω,取兩點(diǎn),如(10,104),(50,120)求斜率,所以R=100+0.395t
18.【答案】15.(1)圖略
(2)記錄電壓表電壓值、溫度計(jì)數(shù)值
(3)R=100+0.395t
19.江蘇省物理卷第10題:探究導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí),電阻與截面積的關(guān)系
某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí),電阻與截面積的關(guān)系,選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
⑴用螺旋測(cè)微器測(cè)量某一導(dǎo)線的直徑如下圖所示.讀得
直徑d=mm.(見(jiàn)上)
⑵該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù):
電阻R
(Ω)121.050.023.910.03.1
導(dǎo)線直徑d
(mm)0.80l0.9991.20l1.4941.998
導(dǎo)線截面積S
(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135
請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷,該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系?若滿足反比關(guān)系,請(qǐng)說(shuō)明理由;若不滿足,請(qǐng)寫(xiě)出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系.
⑶若導(dǎo)線的電阻率ρ=5.1×10-7Ωm,則表中阻值為3.1Ω的導(dǎo)線長(zhǎng)度l=m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析:[2]計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表
RS(Ωmm)60.98439.20027.07817.539.7185
S2(mm2)0.2540.6151.2843.0739.828
RS2(Ωmm2)30.73430.73330.68030.73030.467
如果滿足反比關(guān)系,應(yīng)有導(dǎo)線的電阻R與截面積S的乘積為定值,經(jīng)計(jì)算不是.RS2=常量,所以R與S2反比.
[3]根據(jù),得.
19.【答案】10、⑴1.200;⑵不滿足,R與S2反比(或RS2=常量);⑶19
20.2008年全國(guó)理科綜合卷2第22[2]題:測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值
下圖為一電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線圖.該實(shí)驗(yàn)可用來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值(約500Ω).圖中兩個(gè)電壓表量程相同,內(nèi)阻都很大.實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①調(diào)節(jié)電阻箱,使它的阻值R0與待測(cè)電阻的阻值接近;將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)到最右端.
②合上開(kāi)關(guān)S.
③將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向左端滑動(dòng),使兩個(gè)電壓表指針都有明顯偏轉(zhuǎn).
④記下兩個(gè)電壓表和的讀數(shù)U1和U2
⑤多次改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的位置,記下和的多組讀數(shù)U1和U2
⑥求Rx的平均值.
回答下面問(wèn)題:
(Ⅰ)根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖,其中電阻箱的符號(hào)為,滑動(dòng)變阻器的符號(hào)為,其余器材用通用的符號(hào)表示.
(Ⅱ)不計(jì)電壓表內(nèi)阻的影響,用U1、U2和R0表示Rx的公式為Rx=______
(Ⅲ)考慮電壓表內(nèi)阻的影響,用U1、U2、R0、的內(nèi)阻r1、的內(nèi)阻r2表示Rx的公式為Rx=_________
20.【解析與答案】22、⑵(Ⅰ)電路原理如圖
(Ⅱ)根據(jù)得:
(Ⅲ)根據(jù),
得
21.2008年天津理科綜合卷第22[2]題:描繪電阻伏安特性曲線
22、⑵用下列器材組裝成描繪電阻R0伏安特性曲線的電路,請(qǐng)將實(shí)物
圖連線成為實(shí)驗(yàn)電路.
微安表μA(量程200μA,內(nèi)阻約200Ω);
電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約10kΩ);
電阻R0(阻值約20kΩ);
滑動(dòng)變阻器R(最大阻值50Ω,額定電流1A);
電源E(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì));
開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干.
21.【答案】22⑵
22.2008年四川理科綜合卷第22[2]題:用伏安法測(cè)量電阻
圖為用伏安法測(cè)量電阻的原理圖。圖中,V為電壓表,內(nèi)阻為4000Ω;mA為電流表,內(nèi)阻為50Ω。E為電源,R為電阻箱,Rx為待測(cè)電阻,S為開(kāi)關(guān)。
⑴當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后電壓表讀數(shù)U=l.6V,電流表讀數(shù)I=2.0mA。若將作為測(cè)量值,所得結(jié)果的百分誤差是_______。
⑵若將電流表改為內(nèi)接。開(kāi)關(guān)閉合后,重新測(cè)得屯壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù),仍將電壓表讀數(shù)與電流表讀數(shù)之比作為測(cè)量值,這時(shí)結(jié)果的百分誤差是________。
(百分誤差
22.【答案】22.Ⅱ.⑴20%⑵5%
23。測(cè)定金屬的電阻率——2006年全國(guó)理綜三卷第22(2)題
22⑵在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,需要測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度和直徑?,F(xiàn)用最小分度為1m3m的米尺測(cè)金屬絲長(zhǎng)度,圖中箭頭所指位置是拉直的金屬兩端在米尺上相對(duì)應(yīng)的位置,測(cè)得的金屬絲長(zhǎng)度為mm。在測(cè)量金屬絲直徑時(shí),如果受條件限制,身邊只有米尺1把和圓柱形鉛筆1支。如何較準(zhǔn)確地測(cè)量金屬絲的直徑?請(qǐng)簡(jiǎn)述測(cè)量方法:
23.【答案】⑵①972.0mm
②在鉛筆上緊密排繞金屬絲N匝,用米尺量出該N匝金屬絲的寬度D,由此可以計(jì)算得出金屬絲的平均直徑為D/N
點(diǎn)評(píng):本題易,不多言。